Normalerweise sind britische Architekten und Bauingenieure bestrebt, das Gebäudedesign so zu optimieren, dass die Gebäude während der kalten Monate möglichst warm bleiben. Als die Architekten Andy Simmonds und Adele Mills von Simmonds Mills Architects beauftragt wurden, neue Wohn- und Bildungseinrichtungen für das (von der in britischen gemeinnützigen Organisation Islamic Help betriebene) Kinderökodorf in Tansania zu entwerfen, stießen sie – und ihr Energieberater Alan Clarke – auf die ungewohnte Herausforderung, Gebäude im ganzjährig warmen Klima Tansanias für die Kühlung zu optimieren.

Das Kinderökodorf wurde 2012 gegründet, um Waisenkinder in Tansania ein besseres Leben zu ermöglichen. Das Projekt fördert und priorisiert nachhaltige, umweltschonende und kostenbewusste Bauten.

Zur Erfüllung der Nachhaltigkeitsvorgaben war das erfahrene Team von Simmonds Mills Architects bestrebt, bei ihren Entwürfen die Passivhaus-Prinzipien der Energieeffizienz und des hohen Komforts voranzustellen.

Das Passivhaus ist ein weltweit anerkannter Gebäudestandard für Energieeffizienz. Er wurde als Rahmenwerk für nachhaltiges Gebäudedesign geschaffen, wobei die Energiekosten für Heizung und/oder Kühlung durch bestimmte Eigenschaften des Gebäudedesigns gezielt reduziert werden. Durch die Anwendung von Passivhaustechniken beim Entwurf eines Gebäudes wird dessen ökologischer Fußabdruck reduziert.

Um als Passivhaus zertifiziert zu werden, muss das Gebäude bestimmte Anforderungen an die Energieeffizienz erfüllen, darunter die Unterschreitung eines Kühlbedarfs von 15 kWh/m2 pro Jahr. Um diesen Standard im Ökodorf zu erreichen, hätten die Gebäude jedoch teure Materialien und Klimaanlagen erfordert, die gleichzeitig die Energiekosten erhöht hätten. Es galt jedoch auch, energieeffizientere, traditionelle Baustrategien zu bedenken.

Der Herausforderung, auf ressourceneffiziente Weise für gleichmäßig kühle Innentemperaturen zu sorgen, begegnete das Team mit einem kostengünstigen Low-Tech-Design, das den Bewohnern selbst ohne Klimaanlage hohen Komfort bietet.

Die Realisierbarkeit des Entwurfs wurde zwischen November 2017 und September 2018 durch einen Testbau mit lokal beschafften Baumaterialien geprüft. Um zu beurteilen, wie das neue Gebäudedesign und die Baumaterialien in Bezug auf die Kühlwirkung im Vergleich zu vorhandenen Gebäuden abschneiden, begann das Team, die Temperatur und relative Luftfeuchtigkeit mithilfe von Tinytag Datenloggern zu überwachen.

Zu diesem Zweck spendete der britische Hersteller Gemini Data Loggers fünf Tinytag Plus 2 TGP-4500 Datenlogger - robuste und wasserdichte Geräte, die auch für die Überwachung im Freien geeignet sind. Zwei Datenlogger wurden im Testgebäude platziert, zwei in einem Kontrollhaus und einer wurde draußen platziert, um die Außenbedingungen zu verfolgen.

Die Datenlogger wurden von November 2018 bis Januar 2019 für einen dreimonatigen Überwachungszeitraum an Ort und Stelle belassen und lieferten vielversprechende Ergebnisse. Der Vergleich der Daten aus der Testeinheit und dem Kontrollhaus ergab, dass die Schlafzimmer im Testgebäude tagsüber viel kühler waren als im Kontrollhaus und dass das Testgebäude nachts viel schneller abkühlte als das Kontrollhaus.

Die Daten zeigten jedoch auch einige Konstruktionsprobleme der Testbauten auf, wie z. B. eine zweistündige Verzögerung, während der die Schlafzimmer im Testgebäude nach Sonnenuntergang nicht abkühlten und auf Tagestemperatur blieben.

Diese Erkenntnisse ermöglichten Simmonds Mills Architects, die Entwürfe anzupassen. Sie veränderten die Größe der Fenster- und Lüftungsöffnungen im Gebäude und reduzierten die Anzahl wärmespeichernder Betonblöcke, um die thermische Masse zu verringern. Wie die Wohngebäude soll auch die Schule ein offen belüftetes und über das Gebäude hinausgehendes Dach erhalten, das eine passive Entlüftung ermöglicht. Die heiße Luft, die sich andernfalls unter der Dachdecke staut kann austreten, und große Dachüberhänge beschatten die Fenster, Außenwände und Gemeinschaftsbereiche im Freien.

Durch die Kombination aus großflächiger Verschattung, exzellenter Querlüftung, Warmluftabfuhr in Verbindung mit Insektenschutzmaßnahmen und Minimierung der thermischen Masse bleibt die Innentemperaturen tagsüber so niedrig wie möglich. Und auch die Schlafzimmer bleiben dadurch tagsüber kühl, sodass die Differenz zu den Nachttemperaturen nicht zu gravierend ist.

Die von Simmonds Mills Architects geleistete Vorarbeit trug maßgeblich dazu bei sicherzustellen, dass die fertigen Bauten ein Minimum an Energie verbrauchen, ein Maximum an Komfort für ihre Bewohner bieten und gleichzeitig nachhaltige, energieeffiziente und erschwingliche Baupraktiken in Tansania fördern.